Ve snaze o udržitelnou a dekarbonizovanou budoucnost se klíčovými pilíři moderních energetických systémů staly obnovitelné zdroje energie. Solární fotovoltaika nabízí vizi světa poháněného ze 100 % elektřinou z obnovitelných zdrojů.
Profesor Marko Topič představil úspěšný příběh Laboratoře fotovoltaiky a optoelektroniky (LPVO), která začínala se dvěma doktorandy a nyní se rozrostla na mnoho výzkumných pracovníků, manažerů a podnikatelů. Laboratoř je největší výzkumnou skupinou v oblasti fotovoltaiky v zemi. Práce výzkumníků pokrývá celý optimalizační cyklus, který zahrnuje modelování, optoelektronickou analýzu, výrobu a pokročilou charakterizaci perovskitových solárních článků (PSC) s vysokou účinností. Zmínil dopad práce LPVO na průmysl a uvedl příklad společnosti BISOL, jednoho z pěti největších výrobců fotovoltaických (FV) modulů v Evropě, která z laboratoře vzešla. Vyvíjí řešení pro monitorování fotovoltaických modulů i malých solárních článků.
Úloha fotovoltaiky při dosahování cílů v oblasti čisté energie
Solární fotovoltaika stojí v čele cílů Evropské unie v oblasti čisté energie a úsilí o zmírnění globálních změn klimatu. V loňském roce překročil celosvětový instalovaný výkon jeden terawatt (1 TW = 1000 GW) a solární fotovoltaika tak vstupuje do éry terawattů. Tento milník odráží obrovský potenciál růstu a zvyšující se uznání solární fotovoltaiky jako významného přispěvatele k čistým a udržitelným energetickým systémům.
Fotovoltaika je považována za klíčové řešení pro snížení emisí CO2 a je ekonomicky i ekologicky konkurenceschopná
Náklady na elektřinu vyrobenou fotovoltaikou se za posledních pět desetiletí podstatně snížily, a tak se fotovoltaika stala nejlevnějším nově instalovaným zdrojem elektřiny. Trh s fotovoltaikou rychle roste, přičemž kumulativní výkon se za pouhý rok zvýšil o 20 %.
Vize pro rok 2050 počítá s tím, že fotovoltaika pokryje dvě třetiny obnovitelných zdrojů energie, a to nejen přímou výrobou elektřiny, ale také prostřednictvím syntetických paliv. Zdůrazňuje se, že vyčkávat nelze a fotovoltaika musí nadále růst tempem 25 % ročně, aby se podařilo dosáhnout cílů v oblasti změny klimatu. Cíl instalovat ročně 1 terawatt fotovoltaických zdrojů by měl být dosažitelný v příštích 4–5 letech bez výrazných překážek.
Jednou z klíčových výhod fotovoltaiky je všudypřítomná dostupnost slunečního světla. Na Zemi dopadá obrovské množství slunečního záření, což z něj činí hojný a prakticky neomezený zdroj energie. Schopnost využívat tuto energii i v oblastech s relativně nižší úrovní slunečního záření se díky pokroku ve fotovoltaické technologii výrazně zlepšila.
Optická optimalizace a analýza energetického výtěžku
Technikami optické optimalizace by se mohla maximalizovat účinnost tandemových solárních článků perovskit-křemík. Tyto články kombinují komplementární absorpční vlastnosti perovskitu a křemíku, aby bylo dosaženo vyšší celkové účinnosti přeměny energie. Analýza energetického výtěžku jednopřechodových a tandemových perovskitových článků navíc poskytuje poznatky o jejich výkonnosti v různých podmínkách prostředí a pomáhá optimalizovat jejich konstrukci pro reálné aplikace.
Na závěr přednášky odpovídal profesor Topič na otázky. Hovořil o pokroku v oblasti tandemových solárních článků, o jejich potenciálu pro vyšší účinnost a o výzvách při rozšiřování a zlepšování stability.
Topič vyjádřil optimismus ohledně návratu výroby fotovoltaických článků do Evropy a zdůraznil potřebu politické podpory, financování a dobře zavedeného výzkumného ekosystému. Zmínil také význam řešení pro skladování energie, jako jsou baterie a technologie syntetických paliv, pro řešení problému kolísavé výroby energie ze solárních článků. Celkově přednáška poskytla vhled do práce laboratoře LPVO, do výzev a pokroku v technologiích solárních článků a do kolaborativního úsilí potřebného k podpoře růstu fotovoltaiky.